(57)【要約】  本発明は、光学部品の製造方法であって、ガラス製の被加工体の表面を鏡面加工する鏡面加工工程（Ｓ２）と、鏡面加工された後の前記被加工体を加熱する加熱工程（Ｓ４）と、この加熱工程（Ｓ４）で加熱された後の被加工体の表面に光学薄膜の製膜を行う製膜工程（Ｓ５）と、を備え、加熱工程（Ｓ４）では、被加工体の温度が、被加工体のガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下である。
2011093235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製の被加工体の表面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
鏡面加工された後の前記被加工体を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された後の前記被加工体の表面に光学薄膜の製膜を行う製膜工程と、を備え、
前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記被加工体のガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下である、光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記製膜工程での前記被加工体の温度より高くなるように加熱を行う、請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記鏡面加工工程と前記加熱工程との間に、前記被検体を水系洗浄液により洗浄する洗浄工程を備える、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程における前記被加工体の加熱を真空中で行う、請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程における前記被加工体の加熱を不活性ガス中で行う、請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記不活性ガスがヘリウムである、請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程は、前記製膜工程を行う製膜室とは別に設けられた加熱室で行われる、請求項１〜６のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記被加工体は、少なくともフッ素を含有する光学ガラスからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記被加工体は、少なくともリンを含有する光学ガラスからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記被加工体は、少なくともビスマスを含有する光学ガラスからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法に関する。例えば、顕微鏡、カメラ、内視鏡をはじめとする種々の光学機器の素子として用いられる、フィルターやプリズム、レンズなどの光学部品のうち、ガラス材料の表面に、例えば、酸化物、フッ化物、金属等の薄膜が製膜された光学部品の製造方法に関する。
本発明は、２０１０年１月２８日に、日本に出願された特願２０１０−０１７３６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、フィルターやプリズム、レンズなどのガラス製光学部品は、光学部品の近似形状のガラスを研削・研磨による方法や、加熱した金型を用いて成形する方法などにより製造されている。
また、これらの光学部品では、鏡面加工された光学鏡面上に、鏡面の反射特性や透過特性を制御するための光学薄膜を製膜されることが多い。このような光学薄膜は、光学鏡面上に数ｎｍから数百ｎｍの金属酸化物、フッ化物薄膜、金属膜などを、単層、もしくは多層に製膜して構成される。光学薄膜の膜構成は、分光反射率特性や分光透過率特性など、所望の光学特性を得るために光学薄膜シミュレーションにより決定される。光学薄膜シミュレーションによる膜設計は、光学部品の基材として使用するガラスの屈折率を設定した上で、膜屈折率、膜厚、層数をパラメータとして行われる。また、製膜工程においては製膜条件を調整することで膜応力を調製し膜剥離を防ぐ工夫がされている。
しかしながら、実際の製造工程において、光学部品によっては膜の剥離や、分光反射率特性や分光透過率特性が設計どおりにならない膜不良が発生することがある。
これらの不良の原因としては、鏡面加工後の光学部品の表面に何らかの原因により加工変質層が形成されていることが考えられる。
このような光学鏡面上に形成された加工変質層を除去する従来技術として、特許文献１には、ＣａＦ２単結晶よりなる基板を加工する第１段階と、その第１段階加工後の前記基板の表面から汚染物質を除去する第２段階と、第２段階加工後の前記基板の前記表面の変質層を除去する第３段階とを含む光学素子の製造方法が記載されている。
特許文献１に記載の方法では、加工後のＣａＦ２基板表面の加工変質層を、水や水系洗浄液によりエッチングすることで除去している。
ここで、特許文献１での加工変質層は、特許文献１に記載されたように、「研磨加工での加工により表面付近の微小領域に加工変質層ができることもある。この加工変質層が紫外線などの短波長の光に対する吸収層になる。」というもので、水あるいは界面活性剤含有水系洗浄液によりエッチングされることで除去可能な層である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８２２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の光学部品の製造方法には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、ＣａＦ２（フッ化カルシウム）の単結晶基板には有効な技術であるが、光学部品の被加工体として用いられる光学ガラスは、多様な光学特性（例えば、屈折率、アッベ数）を実現するために金属酸化物、フッ化物等の多種の元素から構成されており、このような光学ガラスに特許文献１の製造方法を応用しても、変質層を除去することはできない。
発明者が種々調査をしたところ、光学ガラスの膜不良等は、加工工程や加工後の洗浄工程を経て表面部の光学的性質（屈折率、散乱特性）や破壊強度が、基材ガラス本来の性質と比べて変化していることが原因であることがわかった。
すなわち、表面部の光学的性質が変化することにより、光学薄膜シミュレーションの際に設定した屈折率を持つ基材ガラスの上に、基材ガラスと異なる屈折率を持つ層が生成し、そのために膜設計からズレが生じた。その為、分光反射率特性や分光透過率特性が規格外となり不良品が発生していたと考えられる。また、表面部に破壊強度が低下した変質層が生成したことで、光学薄膜を製膜した後のクリーニング工程中や組立工程中で加わった外力により変質層が破壊され、膜が剥離する不良のきっかけとなっていた。
光学ガラスでは、シリカ等のガラス網目形成成分はフッ化カルシウム等とくらべると水や水系洗浄液には溶出しにくいのに対して、ガラス修飾成分と呼ばれるＮａ−Ｏ、Ｋ−Ｏ−、−Ｏ−Ｂａ−Ｏ−のような成分は水や水系洗浄液に溶出しやすい。このため、ガラスを構成する元素毎に溶出性に偏りがある。したがって、水や水系洗浄液と接触したガラス表面では組成傾斜等の偏析が生じやすく、この偏析によって、光学ガラスの表面の組成が変化して、本来、光学ガラスが有する光学的、物理的な特性が変化する。
とりわけ、レンズの小型化や高性能化のために開発された近年の光学ガラスの中には、例えば低分散性や異常分散性、高屈折率、低融点等の性質を備えるようにするために、化学的耐久性が悪い光学ガラスが増えている。このような光学ガラスでは、特に上述のように水や水系洗浄液と接触した際に、接触したガラス表面で組成の偏析が生じやすく、表面の光学特性が変化したり、光学薄膜が剥離しやすくなるという問題がある。【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ガラス表面に光学薄膜が製膜されて形成される光学部品の光学薄膜の剥離や光学薄膜の光学特性不良の発生を抑制することができ、光学部品の生産性を向上することができる光学部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の手法を採用する。即ち、
本発明は、ガラス製の被加工体の表面を鏡面加工する鏡面加工工程と、鏡面加工された後の前記被加工体を加熱する加熱工程と、その加熱工程で加熱された後の前記被加工体の表面に光学薄膜の製膜を行う製膜工程と、を備え、前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記被加工体のガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下である光学部品の製造方法である。【０００７】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記製膜工程での前記被加工体の温度より高くなるように加熱を行っても良い。【０００８】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記鏡面加工工程と前記加熱工程との間に、前記被検体を水系洗浄液により洗浄する洗浄工程を備えても良い。
ここで、水系洗浄液とは、例えば界面活性剤などが水に溶解された洗浄液など、水を含む洗浄液、または水のみからなる洗浄液を意味する。【０００９】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記加熱工程における前記被加工体の加熱を真空中で行っても良い。
なお、本発明の真空とは、例えば、１０−６Ｐａ以上、５×１０２Ｐａ以下である。【００１０】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記加熱工程における前記被加工体の加熱を不活性ガス中で行っても良い。【００１１】
また、本発明の光学部品の製造方法に含まれる不活性ガス中で行なわれる加熱工程では、前記不活性ガスがヘリウムであっても良い。【００１２】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記加熱工程は、前記製膜工程を行う製膜室とは別に設けられた加熱室で行われても良い。【００１３】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記被加工体は、少なくともフッ素を含有する光学ガラスでも良い。【００１４】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記被加工体は、少なくともリンを含有する光学ガラスでも良い。【００１５】
また、本発明の光学部品の製造方法では、前記被加工体は、少なくともビスマスを含有する光学ガラスでも良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学部品の製造方法によれば、鏡面加工されたガラス製の被加工体の表面に水分が付着して変質層が形成されても、加熱工程により変質層を修復することができるため、ガラス表面に光学薄膜が製膜されて形成される光学部品の光学薄膜の剥離や光学薄膜の光学特性不良の発生を抑制することができ、光学部品の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法によって製造された光学部品の一例を示す光軸方向に沿う断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法の被加工体作製工程、鏡面加工工程、洗浄工程、および加熱工程の模式的な工程説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例および本発明の第２の実施形態に係る光学部品の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施形態に係る光学部品の製造方法について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法によって製造された光学部品の一例を示す光軸方向に沿う断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係る光学部品の製造方法の被加工体作製工程、鏡面加工工程、洗浄工程、および加熱工程の模式的な工程説明図である。
【００２０】
本実施形態の光学部品の製造方法は、ガラス表面に光学薄膜が製膜されてなる光学部品の製造方法である。
光学部品の種類は、ガラス製であり表面に光学薄膜が製膜されている光学部品であれば特に限定されない。たとえば、ガラス平面基板、レンズ、光学フィルター、反射ミラー、プリズム等が挙げられる。これらの光学素子は、いずれも光を透過させたり、反射させたりする光学面が鏡面加工により高精度に形成され、光学面の表面には、単層もしくは多層の光学薄膜が製膜されている。
光学面の面形状としては、例えば平面、球面、非球面、自由曲面など所望の形状を採用できる。またレンズの光学面を形成する方法としては、研削・研磨加工を採用できる。
また、光学薄膜の種類としては、表面保護膜、反射防止膜、反射膜、波長フィルター膜、偏光分離膜など種々の機能を有する光学薄膜が挙げられる。
【００２１】
以下では、光学部品の一例として図１に示すようなレンズ１を製造する場合の例で説明する。
レンズ１は、レンズ本体１ｃの表面に、光学面として、それぞれ凸球面の面形状を有するレンズ面１ａ、１ｂを有する両凸レンズである。レンズ面１ａ、１ｂ上のレンズ有効面にはそれぞれ設計波長の光を良好に透過させ、表面反射を抑制するための光学薄膜２ａ、２ｂが製膜されている。
【００２２】
本実施形態の光学部品の製造方法では、図２に示すように、被加工体作製工程Ｓ１、鏡面加工工程Ｓ２、洗浄工程Ｓ３、加熱工程Ｓ４、製膜工程Ｓ５をこの順番で行うことによりレンズ１を製造する。
【００２３】
被加工体作製工程Ｓ１は、図３（ａ）に示すように、レンズ１のレンズ本体１ｃを光軸方向にわずかに厚くした形状を有する被加工体１０を作製する工程である。
すなわち、被加工体１０は、レンズ面１ａ、１ｂと略同じ曲率半径を有する凸球面１０ａ、１０ｂとを備え、凸球面１０ａ、１０ｂとの間の中心軸上の面間距離が、レンズ１のレンズ面１ａ、１ｂの光軸上の面間距離よりわずかに大きい。
【００２４】
被加工体１０を作製するには、まず、ガラス母材からレンズ１よりもわずかに厚い円板を切り出し、この円板の円周面を研削するなどして、まずレンズ側面を形成する。
次に、このレンズ側面を基準として、その中心軸上に球心位置を有する凸球面１０ａ、１０ｂをそれぞれ形成する。凸球面１０ａ、１０ｂは、例えば、切削、粗研削、精研削などを順次行って、良好な研磨加工が可能となる面精度まで段階的に面精度を高め、最終的に適宜の研磨代を残した面間距離となるように加工を行う。
これらの加工が終了したら、得られた被加工体１０を適宜洗浄する。
以上で、被加工体作製工程Ｓ１が終了する。
【００２５】
被加工体１０のガラス母材の材質としては、レンズ１に必要な光学特性（屈折率、アッベ数）に応じて適宜の光学ガラスの硝材を選択する。
近年では、レンズの小型化や高性能化などの性能向上を図るため、例えば、低分散性、異常分散性、高屈折率、低融点等の性質を持たせるために開発された種々の硝材を用いることが必要な場合がある。しかしながら、このような硝材では、元素構成によって、水や水を含む水系洗浄液に対する化学的耐久性が悪い硝材がある。
本実施形態の光学部品の製造方法は、このような水や水を含む水系洗浄液に対する化学的耐久性が悪い材質、例えば、リン酸塩ガラス、フツリン酸塩ガラス、およびビスマス含有ガラスなどの硝材を用いる場合にも好適となる方法である。
【００２６】
リン酸塩ガラス、フツリン酸塩ガラス、およびビスマス含有ガラスは、ガラスの強度を示すヌープ硬さが小さく、また、ガラスの化学的耐久性を示す耐水性や耐酸性、耐洗剤性が悪い。これはガラス中に含まれるリン酸やフッ化物、ビスマス等の性質に起因する。
このような硝材の例としては、例えば、ＦＣＤ１、ＦＣＤ１０（以上、ＨＯＹＡ製）、Ｓ−ＦＰＬ５１、５３（以上、オハラ製）、Ｋ−ＣａＦＫ９５、Ｋ−ＰＦＫ８０、Ｋ−ＰＦＫ８５（以上、住田光学ガラス製）などのフツリン酸塩ガラス、Ｋ−ＰＳＦｎ１、Ｋ−ＰＳＦｎ２、Ｋ−ＰＳＦｎ３、Ｋ−ＰＳＦｎ４、Ｋ−ＰＳＦｎ５（以上、住田光学ガラス製）、Ｌ−ＢＢＨ１（オハラ製）などのＢｉ含有ガラスなどが挙げられる。
【００２７】
次に、鏡面加工工程Ｓ２を行う。
本工程は、図３（ｂ）に示すように、被加工体１０の表面を鏡面加工してレンズ面１ａ、１ｂの光学鏡面を形成する工程である。本実施形態では、鏡面加工として研磨加工を採用している。
本工程では、被加工体１０を不図示の研磨装置に保持させ、例えば、レンズ面１ａに対応する研磨皿を用いて、適宜の研磨剤を供給しながら凸球面１０ａを研磨し、レンズ面１ａを形成する。次に、被加工体１０を研磨装置上で反転して保持させ、レンズ面１ｂに対応する研磨皿を用いて、適宜の研磨剤を供給しながら凸球面１０ｂを研磨し、レンズ面１ｂを形成する。
研磨剤は、水系の研磨液中に微粒子砥粒からなる研磨材、例えば酸化ジルコニウム、酸化セリウムなどを分散させたものを採用することができる。
この鏡面加工工程Ｓ２によって、被加工体１０からレンズ面１ａ、１ｂを備えるレンズ本体１ｃが形成される。
以上で、鏡面加工工程Ｓ２が終了する。
【００２８】
研磨が終わったレンズ本体１ｃは、次に洗浄工程Ｓ３を行う前に、研磨装置から取り外し、表面のふき取り処理を行う。このため、研磨加工により形成された鏡面は、研磨皿等の研磨工具が離間された瞬間から表面のふき取り処理が完了するまでの間、研磨液に含まれる水と接触している。
また、洗浄工程Ｓ３を行うために、レンズ本体１ｃは、研磨装置の外部で保管したり、洗浄槽に移動したりする間、大気雰囲気中の水分と接触することになる。
【００２９】
次に、洗浄工程Ｓ３を行う。
本工程は、鏡面加工工程Ｓ２を行った後に、必要に応じて、レンズ本体１ｃを油除去槽、乳化性洗浄液槽などを通して洗浄を行った後、図３（ｃ）に示すように、水または水に界面活性剤などが添加された水系洗浄液６によってレンズ本体１ｃを洗浄する工程である。
本実施形態の洗浄工程Ｓ３では、水系洗浄液６を用いた洗浄時には、超音波振動子７が設けられた洗浄槽５の内部に水系洗浄液６を満たし、水系洗浄液６にレンズ本体１ｃを浸漬して、一定時間の間、超音波洗浄する。
この工程は、水系洗浄液６の種類を変えて、多段階に洗浄することが好ましく、最終の洗浄の水系洗浄液６は純水を用いることが好ましい。各洗浄段階における洗浄時間は、同一でもよいし、異なってもよい。
例えば、水系洗浄液６として、界面活性剤を含む中性または弱アルカリ性の水系洗浄液が満たされた１槽以上の洗浄槽５にレンズ本体１ｃを浸漬して超音波洗浄を行った後、レンズ本体１ｃを取り出し、水系洗浄液６として純水が満たされた純水リンス槽である１槽以上の洗浄槽５にレンズ本体１ｃを浸漬して超音波洗浄を行うことが好ましい。
界面活性剤を含む中性の水系洗浄液６としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖を含む非イオン性活性剤を０．５％含有したもの（ｐＨ７．５）などを採用することができる。
最後の洗浄槽５から取り出したレンズ本体１ｃは、速やかに、水切り処理、乾燥処理などを行って表面の水分を除去する。
以上で、洗浄工程Ｓ３が終了する。
【００３０】
次に、加熱工程Ｓ４を行う。
本工程は、図３（ｄ）に示すように、鏡面加工工程Ｓ２によってレンズ面１ａ、１ｂが形成されたレンズ本体１ｃ（鏡面加工された後の被加工体）を加熱する工程である。
また本実施形態の加熱工程Ｓ４は、鏡面加工工程Ｓ２で水を含む研磨液による研磨加工が行われること、および鏡面加工工程Ｓ２の後に洗浄工程Ｓ３が行われることによって、鏡面加工工程Ｓ２で形成された光学鏡面が水あるいは水分に接触した後に、レンズ本体１ｃを加熱する工程である。
まず、レンズ本体１ｃを耐熱性のレンズホルダー８に保持させ、例えば、電気炉などからなる加熱装置９内で、レンズホルダー８を支持する加熱ステージ９ａ上に設置する。
【００３１】
加熱装置９は、後述する製膜装置において製膜が行われる製膜室内の加熱機構を用いてもよいし、別装置でもよい。本実施形態では別装置の場合の例で説明する。
本実施形態に用いる加熱装置９は、加熱ステージ９ａおよび加熱ステージ９ａ上のレンズホルダー８を密閉状態に収容する加熱槽９ｃ（加熱室）と、加熱槽９ｃの内部を加熱する加熱部９ｂとを備えている。
また、加熱槽９ｃには、加熱槽９ｃ内の雰囲気を調整するため、加熱槽９ｃ内の雰囲気を吸気するための吸気口９ｄと、加熱槽９ｃ内に不活性ガスＧを導入する不活性ガス供給口９ｅと、加熱槽９ｃ内に大気を導入する大気導入口９ｆとが設けられている。吸気口９ｄ、不活性ガス供給口９ｅ、および大気導入口９ｆにはそれぞれ開閉弁が設けられている。
また、吸気口９ｄには吸気口９ｄから吸気する真空ポンプ１１が接続され、不活性ガス供給口９ｅには不活性ガスＧを供給する不活性ガス供給部１２が接続されている。
不活性ガスＧとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを採用することができる。
【００３２】
次に、吸気口９ｄ、不活性ガス供給口９ｅ、および大気導入口９ｆのいずれかを開放して、必要に応じて真空ポンプ１１、不活性ガス供給部１２を作動させて、加熱槽９ｃ内の雰囲気を、真空、不活性ガスＧ雰囲気、大気雰囲気のいずれかに調整する。
そして、加熱部９ｂによって加熱槽９ｃの内部を加熱することにより、レンズ本体１ｃを常温から処理温度Ｔ（Ｋ）まで加熱する。そして、一定の保持時間ｔの間、処理温度Ｔ（Ｋ）を保持してから、冷却温度ＴＣ（ＴＣ＜Ｔ）までレンズ本体１ｃの温度を降温させる。
ここで、処理温度Ｔ（Ｋ）は、硝材のガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下であって、後述する製膜工程Ｓ５でのレンズ本体１ｃの温度よりも高い温度になるように設定する。
また、冷却温度ＴＣは、後述する製膜工程Ｓ５での製膜温度ＴＳ以下であって、かつレンズ本体１ｃを製膜装置に移動させる移動手段や移動治具などの使用に耐える温度となるように設定する。
以上で、加熱工程Ｓ４が終了する。
【００３３】
加熱工程Ｓ４が終了したレンズ本体１ｃは、適宜の搬送経路により、製膜装置に搬送される。その際、製膜装置は、レンズ本体１ｃの表面が汚染しないように、レンズ本体１ｃを保護して搬送するとともに、レンズ本体１ｃが湿度の高い大気と接触しないようにしてレンズ本体１ｃを搬送する。上述した条件を達成する為には、例えば、搬送経路内を清浄で除湿された雰囲気に設定したり、密閉性に優れた搬送ケースなどに収容して搬送したりする。
【００３４】
本実施形態のように、加熱装置９を製膜装置と別装置とすると、加熱雰囲気や加熱温度、加熱時間などを、製膜装置の構成に制約されることなく設定でき、工程設定の自由度が増すという利点がある。
例えば、一般的な製膜装置では、製膜中は複数のレンズを製膜ドームにセットして回転させながら製膜を行う。このとき製膜ドーム内の膜厚分布を少なくするために、製膜装置内には製膜ドームを回転させる可動部が設けられている。このような可動部は、例えば、２００℃〜３００℃といった製膜時の温度領域には耐えられるような装置設計となっているが、より高温となるガラス母材のガラス転移点Ｔｇ近傍の温度領域での耐久性までは有していない場合がある。
このような場合には、本実施形態のように、レンズ本体１ｃに対して製膜装置とは別に設けた加熱装置９で加熱工程Ｓ４を行なった後に、製膜装置内にレンズ本体１ｃを移動して製膜を行う方法が有効である。
また、加熱装置９から製膜装置への移動量を低減するには、加熱装置９を製膜装置に隣接して配置することが好ましい。
さらに、加熱装置９を製膜装置と一体に設ける場合でも、製膜装置内で製膜を行う製膜室に隣接して、製膜室内とは異なる雰囲気、製膜室とは異なる加熱温度および加熱時間を自由に設定できる加熱室として設けるとともに、加熱室から製膜室へ加熱工程Ｓ４が終了したレンズ本体１ｃを外部からの操作により搬送する搬送機構を設けることが好ましい。このようにすれば、加熱工程Ｓ４を行う際に製膜室を占有する必要がなく、加熱室の雰囲気や加熱温度、加熱時間を自由に設定でき、なおかつ、加熱室から製膜室に移動する搬送段階での製膜前の光学鏡面の汚染や水分の付着の防止がより容易になる。
【００３５】
次に、製膜工程Ｓ５を行う。本工程は、加熱工程Ｓ４で加熱された後のレンズ本体１ｃの表面であるレンズ面１ａ、１ｂに光学薄膜２ａ、２ｂの製膜を行う工程である。
製膜装置としては、特に図示しないが、光学薄膜２ａ、２ｂの膜構成などに応じて、周知の製膜装置、例えば、真空蒸着装置などを採用することができる。
まず、製膜装置内に搬送したレンズ本体１ｃを、製膜したいレンズ面１ａ、１ｂのいずれか、例えば、レンズ面１ａの面を下に向け、製膜装置の製膜室内に設置する。レンズ本体１ｃの下方には、膜材料となる酸化物やフッ化物を加熱用の皿の中に入れ、数十センチ程度離して置いておく。
次に、製膜室内を真空引きする。真空引きが終わった後は、膜材料を加熱して融解させる。融解させる方法としては、加熱用の皿を加熱する方法や、電子線やイオンスパッタリングにより膜材料を直接加熱する方法などを適宜採用することができる。
加熱されて融解した膜材料は、膜材料の分子が気化し、レンズ面１ａの表面まで飛散してゆく。この分子がレンズ面１ａの表面に堆積して層を形成することで、光学薄膜２ａが形成される。このとき、製膜装置に内蔵された加熱機構によって、レンズ面１ａが製膜温度ＴＳとなるようにレンズ本体１ｃを、予め製膜装置中で加熱しておく。これにより、レンズ面１ａの表面において、飛散してきた分子のエネルギー損失を低減することができるため、光学薄膜２ａとレンズ面１ａの表面との密着性を良くすることができる。
製膜温度ＴＳは、膜材料の加熱温度に応じて適宜設定する。
【００３６】
光学薄膜２ａが形成されたら、レンズ本体１ｃを反転し、上記と同様にしてレンズ面１ｂ上に光学薄膜２ｂを形成する。
製膜が終了したら、製膜装置を開放して完成したレンズ１を製膜装置の外部に搬出する。
このようにして、本実施形態の光学部品の製造方法によって、図１に示すようなレンズ１を製造することができる。
【００３７】
次に、本実施形態の光学部品の製造方法における作用について説明する。
ガラス表面に光学薄膜を製膜した光学部品の製造工程では、光学部品によっては光学薄膜の密着強度や、分光反射率特性や分光透過率特性が設計の計画どおりにならず、光学薄膜の剥離や光学薄膜の光学特性の不良などの膜不良が発生することがある。
これらの膜不良の原因について、発明者が種々調査をしたところ、膜不良は、加工工程や加工後の洗浄工程を経て表面部の光学的性質（屈折率、散乱特性）や破壊強度が、基材ガラス本来の性質と比べて変化していることが原因とわかった。
光学ガラスでは、シリカ等のガラス網目形成成分は水や水系洗浄液には溶出しにくいのに対して、ガラス修飾成分と呼ばれるＮａ−Ｏ、Ｋ−Ｏ−、−Ｏ−Ｂａ−Ｏ−のような成分は水や水系洗浄液に溶出しやすい。このため、ガラスを構成する元素毎に溶出性に偏りがある。したがって、水や水系洗浄液と接触したガラス表面では組成傾斜等の偏析が生じやすく、この偏析によって、光学ガラスの表面の組成が変化して、本来、光学ガラスが有する光学的、物理的な特性が変化してしまう。
【００３８】
本実施形態の鏡面加工工程Ｓ２のように、水を含む研磨液で研磨加工を行うと、光学鏡面が形成された後でも水をふき取るまでは光学鏡面と水とが接触する状態が続く。また光学鏡面に付着された研磨材等を除去するために洗浄工程Ｓ３を行うことが必要となる。したがって、形成された光学鏡面が水と接触することは避けられない。これらの工程では、接触形態や接触時間は異なり、また水を含む溶液のｐH、界面活性剤など溶液中の共存成分、液浸漬中の超音波の有無等により、光学鏡面の変質の程度は異なるが、これらいずれの水接触も、光学部品表面の変質の原因である。
そこで本発明者は、水との接触により形成された変質層を修復することはできないか研究したところ、水と変質層が接触した後に、上記のような加熱工程Ｓ４を行うことで、変質層が修復されることを見出し本発明に到った。
【００３９】
水との接触により形成される変質層の性質、および加熱工程Ｓ４により変質層が修復できる作用については、本発明者は、種々の分析結果を考察した結果、以下のように推測している。
水と接触したガラス表面部では、ガラスの成分に応じ、水中のヒドロニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）等のアルカリ金属のイオンやＣａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂａ（バリウム）等のアルカリ土類金属のイオンとの間にイオン交換反応が起こる。
これにより水中に溶け出した金属イオンはガラス表面に偏析する。また、ガラス表面の水はアルカリ性となり、さらにガラス骨格の切断、ガラス成分の偏析が進行することとなる。
このように水との接触によりガラス骨格が切断されたり、ガラス成分が抜け出したりして、本来のガラス表面よりも疎な構造に変質した変質層が構成される。
このような変質層は、水との接触時間が長くなるほど、ガラス成分の溶出が進行するため、変質層の厚さがより深くなる。すなわち、変質層は、さらにガラス骨格の切断やガラス成分の抜け出しが進行して、オングストローム〜ナノレベルの微細な孔（細孔）が生じてポーラス層となる。このようなポーラス層は、屈折率の低下や、強度の低下が著しく、光学薄膜の光学特性や、光学薄膜の剥れといった膜不良が特に生じやすくなる。
また変質層では、このように表面の微細構造が変化することで、ガラス本来の屈折率と異なる屈折率を有する。
【００４０】
本実施形態の加熱工程Ｓ４では、このような変質層をガラス母材のガラス転移点Ｔｇに近い温度に加熱する。このため、変質層に印加される熱エネルギーによってガラス骨格の再結合が起こったり、ガラス成分が抜け出して疎な構造となった部位が緻密化されたりして、変質層を改善することができると推測される。
このようにして、変質層の微細な孔が収縮して、表面の変質層形成前の微細構造に近い状態に修復されるため、屈折率および強度とも、変質層形成前の状態に近く改善させることができる。
【００４１】
本実施形態の加熱工程Ｓ４は、レンズ本体１ｃと水との接触時間が特に長くなる洗浄工程Ｓ３（水や、水を含む水系洗浄液を用いるため）を有する場合に、加熱工程Ｓ４を洗浄工程Ｓ３の後に行うと、深く形成された変質層を修復することができるため、特に効果がある。
なお、加熱処理は、必ずしも変質層の微細な孔がすべて消失するまで行わなくても、光学薄膜の膜剥がれや薄膜の光学特性に悪影響のない状態まで行えばよい。
【００４２】
また、このような変質層は、水や酸、アルカリに対する耐性の低いガラスほど生じやすく、変質層の厚みも深くなる。このため、フッ素、リン、Ｂｉ（ビスマス）のうち、少なくとも一つを含む光学ガラスを用いた場合には、本発明は特に有効である。
【００４３】
加熱工程Ｓ４における処理温度Ｔ（Ｋ）の特に好適な範囲は、ガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下である。
処理温度Ｔ（Ｋ）がガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍よりも低いと、変質層に供給される熱エネルギーが不十分であり、変質層のポーラス層の細孔を十分小さく収縮させることができない。このため、レンズ面１ａ、１ｂの表面の強度と屈折率の改善が十分にされず、製膜後の膜剥がれや分光反射率不良等が発生しやすくなり、レンズ１の歩留りが悪化してしまう。
また、処理温度Ｔ（Ｋ）がガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の１倍を超えた温度では、光学部品表面部の形状が変化することがあるため、面精度が低下する原因となる。
【００４４】
また、本実施形態では、加熱工程Ｓ４における処理温度Ｔは、製膜工程Ｓ５における製膜温度ＴＳよりも高温に設定されている。
これにより、加熱工程Ｓ４において変質層の緻密化が不完全であって変質層が残っていても、残された変質層は、高温状態で緻密化されなかった層なので、製膜工程Ｓ５においての低温での製膜温度ＴＳの加熱により緻密化される可能性は少ない。
逆に、製膜温度ＴＳが処理温度Ｔよりも高温であると、加熱工程Ｓ４の処理温度Ｔでは修復されないで残された変質層が、製膜工程Ｓ５では、製膜温度ＴＳが処理温度Ｔよりも高温であるため、処理温度Ｔよりも大きな熱エネルギーを受ける。その結果、ポーラス層である変質層は、製膜時に緻密化され、ポーラス層の細孔が収縮される。このため、製膜と並行して光学鏡面の微細構造の変形が進行するため、光学薄膜２ａ、２ｂの膜の強度が弱くなり、光学薄膜にクラックや剥れといった不具合が生じやすくなる。
【００４５】
また、加熱工程Ｓ４における加熱装置９内の雰囲気は、変質層の修復度合い等の必要に応じて、適宜選択できる。
例えば、加熱装置９内の雰囲気を大気雰囲気として、加熱工程Ｓ４を行うと、変質層のポーラス層の細孔が収縮する際に、ボトルネック状に細くなった部位から収縮が進む。その結果、変質層の厚さ方向の中間部で孔が閉じてしまい、大気が閉じ込められた孔が残ることがある。このため、微細構造の修復がその構造の状態から進まなくなる場合がある。
このような場合に、加熱装置９内を真空にして加熱工程Ｓ４を行えば、予め細孔中の大気が除去されているため、変質層の微細構造内の気体の閉じ込めが起こらずに変質層の収縮が十分に行なわれる。その結果、変質層の修復度合いを向上することができる。すなわち、大気雰囲気中で加熱を行った場合よりも、細孔が小さく収縮するため、基材のガラスにより近い屈折率および強度を持つ変質層の微細構造が得られる。
また、真空雰囲気で加熱工程Ｓ４を行なうことは、加熱装置９内の金属部材や、レンズホルダー８等に用いる金属部材の酸化変質も防止することができる。
【００４６】
また、加熱装置９内の雰囲気を不活性ガスＧ雰囲気として、加熱工程Ｓ４を行うと、真空中の加熱と同様に、加熱装置９内の金属部材や、レンズホルダー８等に用いる金属部材の酸化変質を防止することができる。
さらに、不活性ガスＧとして、ヘリウムを用いた場合、細孔中に存在していた大気分子（酸素や窒素）が、分子サイズがより小さいヘリウムに置換される。この為、細孔のネックが収縮した状態でも分子のサイズが小さいために、大気分子がすり抜けることが可能となり、気体の閉じ込めが生じにくくなる。このため、基材のガラスにより近い屈折率および強度を持つ変質層の微細構造が得られる。
【００４７】
次に、本実施形態の光学部品の製造方法の具体的な作用について、実験例１〜４に基づいて説明する。
各実験例における製造条件は、下記の表１にまとめて示す。
【００４８】
【表１】
2011093235.tif 000003
【００４９】
［実験例1］
実験例１では、硝材として、フッ素およびリンを含有し、屈折率が１．４３８７５、アッベ数が９４．９であるフツリン酸塩ガラス（Ｔｇ＝６９９（Ｋ）（＝４２６（℃）））から、曲率半径３０ｍｍ、直径４５ｍｍ、中心肉厚３５ｍｍの両凸レンズの被加工体を作製した（被加工体作成工程Ｓ１）。
次に、鏡面加工工程Ｓ２では、研磨材として酸化ジルコニウム系のＺＯＸ−Ｎ（登録商標）を含む水系の研磨液を使用して、この被加工体を研磨して光学鏡面を形成した後、表面の水分をふき取った。
次に、洗浄工程Ｓ３では、研磨後の被加工体を、多槽式の超音波洗浄機を用いて洗浄を行なった。多槽式洗浄槽は６槽の油除去槽、乳化性洗浄液槽および洗浄槽５を備え、洗浄槽５は更に３槽の水系洗浄槽とリンス槽を備える。洗浄工程Ｓ３は、被加工体を油除去槽に通した後、乳化性洗浄液槽を通し、その後に洗浄槽５である、３槽の水系洗浄槽とリンス槽とを通した。
水系洗浄槽には、水系洗浄液６として、ポリオキシエチレン鎖を含む非イオン性活性剤を０．５％含有した水系洗浄液（ｐＨ７．５）を用いた。また、リンス槽には純水を用いた。
また各洗浄槽５では、超音波振動子７により、超音波周波数４０ｋＨｚで１槽あたり６０秒の超音波洗浄を行った。
【００５０】
次に、加熱工程Ｓ４では、洗浄処理後の被加工体を乾燥した後に、被加工体を加熱装置９である電気炉に入れ、大気雰囲気中で加熱処理を行った。
本実験例では、処理温度の差を調べるため、処理温度Ｔ（Ｋ）を、３４９Ｋ、４１９Ｋ、４８９Ｋ、５２４Ｋ、５５９Ｋ、６２９Ｋ、６９９Ｋ、７６９Ｋ、８３９Ｋとし、保持時間ｔはいずれも１時間に設定した。各処理温度は、硝材のガラス転移点Ｔｇ＝６９９（Ｋ）の０．５倍、０．６倍、０．７倍、０．７５倍、０．８倍、０．９倍、１倍、１．１倍、１．２倍である。
また、比較のため、加熱を行わない実験も行った。
【００５１】
次に、製膜工程Ｓ５では、加熱処理後の被加工体を、電気炉から取り出し、製膜するためレンズホルダー８にセットし、真空蒸着式の製膜装置内に配置した。そして製膜装置内の真空引きを開始した後に被加工体の加熱を行い、３０分後に所定の真空度および製膜温度ＴＳである５１３Ｋ（２４０℃）に到達したところで、製膜を開始した。製膜工程Ｓ５での７層の反射防止膜を製膜後、製膜された被加工体を大気開放し、製膜工程Ｓ５を終了した。
【００５２】
本実験例では、上記のようにして、処理温度ごと（加熱なしも含む）に、１６０個の両凸レンズを製造した。
次に、製造された各レンズについて、反射特性と光学薄膜の密着性、および面精度を評価した。
反射率は、レンズ反射率測定機ＵＳＰＭ−ＲＵ（商品名；オリンパス（株）製）を用いて測定し、反射特性が規格数値に収まっているかで合否を判定した。
光学薄膜の密着性は、テープテストにより行ない、剥離の基準の中に収まっているか否かによって合否を判定した。
面精度は、レーザー干渉計により測定し、規格内に収まっているか否かによって合否を判定した。
これらの評価項目ごとに、製造数に対する合格品の個数の比率を求めて、各評価項目における歩留まりとした。本実験例の評価結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2011093235.tif 000004
【００５４】
ここで、表中の印は、反射特性、密着性、および面精度では、歩留まりの割合を示しており、◎は９８％以上、○は９５％以上９８％未満、△は７０％以上〜９５％未満、×は７０％未満を表す。また、総合評価は、３つの評価項目の歩留まりがすべて９５％以上になるものを○で、３つの評価項目のいずれかの歩留まりが９５％未満となるものを×で表している。また、各記号の下に記載された数値は、「合格数／全個数」を示す。
これらの表記は後掲の表３〜７も同様である。
【００５５】
表２に示すように、Ｔ／Ｔｇが０．７５以上および１以下では、各評価項目の歩留まりが９５％以上と良好であった。一方、Ｔ／Ｔｇが０．７５未満の低温の条件（加熱なしも含む）では、反射特性および密着性が原因で歩留まりが悪化し、Ｔ／Ｔｇが１より大きい高温の条件では、面精度が原因で歩留まりが悪化している。
Ｔ／Ｔｇが０．７５未満の低温の条件（加熱なしも含む）下で、反射特性および密着性において歩留まりが悪化した理由としては、加熱処理時の熱エネルギーが足りず、変質層が十分に収縮しなかったことが原因として挙げられる。
またＴ／Ｔｇが１より大きい高温の条件下で、面精度において歩留まりが悪化したのは、処理温度Ｔがガラス転移点Ｔｇを越えたために起こった変形により、鏡面加工された光学部品表面の形状が崩れてしまったためである。
また、本実験例では、Ｔ／Ｔｇが０．７５以上および１以下の温度領域は、いずれも製膜温度Ｔｓよりも高温の温度領域になっている。
【００５６】
［実験例２］
実験例２では、表１に示すように、実験例１の両凸レンズの形状を両凹レンズに代え、加熱工程Ｓ４の雰囲気を大気雰囲気から真空に代えた点が異なる。
両凹レンズの形状としては、曲率半径１５０ｍｍ、外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍ、中心肉厚１５ｍｍの形状を採用した。
本実験例の評価結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
2011093235.tif 000005
【００５８】
表３に示すように、総合評価では、実験例１と同様の結果になったが、Ｔ／Ｔｇが０．８〜１．２の範囲で反射特性による歩留まりが、また、Ｔ／Ｔｇが０．９〜１．２の範囲で密着性による歩留まりが、それぞれ実験例１よりも向上され、それぞれ９８％以上の良好な歩留まりになった。
これは、加熱工程Ｓ４の雰囲気を真空にすることにより、ポーラス層の細孔が大気雰囲気の場合よりも更に小さく収縮し、変質層の強度と屈折率が、さらに良質な状態まで改善したためと考えられる。
【００５９】
［実験例３］
実験例３では、表１に示すように、実験例１の両凸レンズの形状を平行平板に代え、加熱工程Ｓ４の雰囲気を大気雰囲気から窒素雰囲気に代えた点が異なる。
平行平板の形状としては、直径３０ｍｍ、板厚５ｍｍの円板形状を採用した。
本実験例の評価結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
2011093235.tif 000006
【００６１】
表４に示すように、総合評価では、実験例１と同様の結果になったが、実験例２と同様にＴ／Ｔｇが０．９〜１．２の範囲で反射特性による歩留まりが実験例１よりも向上され、それぞれ９８％以上の良好な歩留まりになった。ただし、密着性による歩留まりは実験例１と同様で、実験例２に対しては、やや劣る結果になった。
すなわち、加熱工程の雰囲気の相違により、実験例１（大気雰囲気）と実験例２（真空）との中間的な結果になっている。
【００６２】
［実験例４］
実験例４では、表１に示すように、実験例２の窒素雰囲気を、ヘリウム雰囲気に代えた点が異なる。
本実験例の評価結果を表５に示す。
【００６３】
【表５】
2011093235.tif 000007
【００６４】
表５に示すように、総合評価では、実験例１と同様の結果になったが、Ｔ／Ｔｇが０．９〜１．２の範囲で反射特性および密着性による歩留まりが、それぞれ実験例１よりも向上され、それぞれ９８％以上の良好な歩留まりになった。これは、実験例２の結果とほぼ同等な結果である。
これは、加熱工程Ｓ４の雰囲気がヘリウム雰囲気下では、ヘリウムの分子量が小さいため、ヘリウム原子がポーラス層の細孔の収縮の邪魔をせず、真空中と略同程度の割合で、細孔が小さく収縮するためと考えられる。
【００６５】
［実験例５］
実験例５では、表１に示すように、実験例１のフツリン酸塩ガラスを、屈折率が２．１０２０５およびアッベ数が１６．６であるビスマス系ガラス（Ｔｇ＝６２３（Ｋ）（＝３５０（℃）））に代え、更に、洗浄槽５を、２槽の水系洗浄槽（ｐＨ８．３）と純水による２層のリンス槽とを通す構成とした点が異なる。また、製膜温度ＴＳは、４７３Ｋ（２００℃）として、反射防止膜は６層の膜を製膜した。
本実験例の評価結果を表６に示す。
【００６６】
【表６】
2011093235.tif 000008
【００６７】
表６に示すように、実験例５の総合評価では、実験例１と同等以上の結果になり、被加工体のガラス母材が少なくともビスマスを含有するガラスに対して有効であることがわかった。
【００６８】
以上に説明したように、本実施形態の光学部品の製造方法によれば、鏡面加工されたガラス製の被加工体の表面に水分が付着して変質層が形成されても、加熱工程により変質層を修復することができる。そのため、ガラス表面に光学薄膜が製膜されて形成される光学部品の光学薄膜の剥離や光学薄膜の光学特性不良の発生を抑制することができる。このため、光学部品の歩留まりが向上し、光学部品の生産性を向上することができる。
【００６９】
［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る光学部品の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【００７０】
本変形例の光学部品の製造方法は、上記第１の実施形態の鏡面加工工程が、研磨材を分散させた研磨剤を用いて研磨を行う方法であったのに対して、固定砥粒を用いた研磨加工によって鏡面加工を行う。
すなわち、本変形例では、図４に示すように、被加工体作製工程Ｓ１０、鏡面加工工程Ｓ１１、加熱工程Ｓ１２、製膜工程Ｓ１３をこの順に行うことによりレンズ１を製造する。以下では、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
被加工体作製工程Ｓ１０は、上記第１の実施形態の被加工体作成工程Ｓ１と同様の工程である。
次に行う鏡面加工工程Ｓ１１は、上記第１の実施形態と同様の被加工体１０（図３（ａ）参照）を不図示の研磨装置に保持させ、例えば、レンズ面１ａに対応する形状で、表面に固定砥粒が設けられた固定砥粒砥石を用いて、加工液として純水を供給しながら凸球面１０ａを研磨し、レンズ面１ａを形成する。固定砥粒としては、例えば、ダイヤモンド砥粒を採用することができる。
次に、被加工体１０を研磨装置上で反転して保持させ、レンズ面１ｂに対応する同様の固定砥粒砥石を用いて、同様に凸球面１０ｂを研磨し、レンズ面１ｂを形成する。
このようにして、被加工体１０からレンズ面１ａ、１ｂを備えるレンズ本体１ｃが形成される。以上で、鏡面加工工程Ｓ１１が終了する。
【００７２】
鏡面加工工程Ｓ１１は、固定砥粒を用いて行われ、研磨されたガラス粒子は研磨中に表面に供給される純水によって洗い流される。研磨加工が終了したら、タオルなどによって、表面の水分等をふき取った後にレンズクリーニングを行う。
本変形例では、鏡面加工工程Ｓ１１後に、洗浄槽５に浸漬して行う洗浄工程Ｓ３を省略している。これにより、上記第１の実施形態に比べて、レンズ本体１ｃと水との接触時間が短縮され、変質層の深さを低減することができる。しかしながら、鏡面加工工程Ｓ１１では水と接触しているため、変質層が発生しなくなるとは限らない。
【００７３】
次に行う加熱工程Ｓ１２および製膜工程Ｓ１３は、それぞれ上記第１の加熱工程Ｓ４および製膜工程Ｓ５と同様の工程である。
これらの工程を行うことで、上記第１の実施形態と同様なレンズ１を製造することができる。
【００７４】
次に、本変形例の光学部品の製造方法の具体的な作用について、実験例６に基づいて説明する。実験例６における製造条件は、上記の表１に示す。
【００７５】
［実験例６］
実験例６では、硝材として、屈折率が１．６０３１１およびアッベ数が６０．７であるＳｉ−Ｂａ系ガラス（Ｔｇ＝９３６（Ｋ）（＝６６３（℃）））から、凸面の曲率半径が１５０ｍｍ、凹面の曲率半径が１００ｍｍ、直径３０ｍｍ、中心肉厚８ｍｍの形状を有するメニスカスレンズの被加工体として作製した（被加工体作成工程Ｓ１０）。
次に、鏡面加工工程Ｓ１１では、加工液として純水を用いてダイヤモンドを砥粒として含有した固形砥粒砥石によって、この被加工体を研磨加工して、光学鏡面を形成した後、表面の水分をふき取った。
その後、洗浄工程は行わずに、加熱工程Ｓ１２を行った。
加熱工程Ｓ１２では、光学鏡面が形成された被加工体を加熱装置９である電気炉に入れ、真空中で加熱処理を行った。
本実験例では、処理温度による差を調べるため、処理温度Ｔ（Ｋ）を４６８Ｋ、５６２Ｋ、６５５Ｋ、７０２Ｋ、７４９Ｋ、８４２Ｋ、９３６Ｋ、１０３０Ｋ、１１２３Ｋとし、保持時間ｔはいずれも１時間に設定した。各処理温度は、硝材のガラス転移点Ｔｇ＝９３６（Ｋ）の０．５倍、０．６倍、０．７倍、０．７５倍、０．８倍、０．９倍、１倍、１．１倍、１．２倍である。
また、比較のため、加熱を行わない実験も行った。
すなわち、本実験例は、上記実験例１に対して、被加工体のガラス材質、形状、鏡面加工工程が異なる。また洗浄工程を行わない点が異なる。
【００７６】
次に、加熱処理後の被加工体を電気炉から取り出し、上記実験例１と同様にして、製膜を行い（製膜工程Ｓ１３）、製膜後に各レンズの評価を行った。
本実験例の評価結果を表７に示す。
【００７７】
【表７】
2011093235.tif 000009
【００７８】
表７に示すように、総合評価では、実験例１と同様の結果になったが、Ｔ／Ｔｇが０．９〜１．２の範囲において反射特性および密着性による歩留まりが実験例１よりも向上され、それぞれ９８％以上の良好な歩留まりになった。また、反射特性による歩留まりは、加熱なしとＴ／Ｔｇ＝０．５において、実験例１よりは良好な結果になった。
【００７９】
本実験例によれば、洗浄工程を行っていないので、変質層は鏡面加工工程Ｓ１１のみで生じていると考えられる。
【００８０】
本実験例によれば、加熱工程による加熱処理を行うことで、洗浄工程を行わない場合でも光学部品の歩留まりを向上できることが明らかになった。
本実験例の加熱処理が不十分な状態の歩留まりを見れば、鏡面加工工程における水との接触でも反射特性や密着性に影響する変質層が発生していることは明らかである。
したがって、実験例１〜４では、鏡面加工工程における水との接触により変質層が形成され、洗浄工程における水との接触とその変質層の変質度合いが増していることが推測される。
すなわち、実験例１〜６によれば、本発明の加熱工程を行うことにより、鏡面加工工程で発生した変質層も洗浄工程で発生した変質層も改善され、光学部品の歩留まりを向上できることが明らかになった。
【００８１】
本変形例の鏡面加工工程Ｓ１１について考察すると、加工液である純水中に成分が溶出してしまうことにより、変質層が形成されることは、上記第１の実施形態の鏡面加工工程Ｓ２と同様であるが、本実験例ではさらに鏡面加工工程Ｓ１１で純水を用いたことにより、砥石による加工で生じた光学部品表面における微細なクラックが伸張したことも、反射特性や密着性を悪化させる原因として挙げられる。
被加工体の表面は、被加工体作成工程Ｓ１０や鏡面加工工程Ｓ１１の除去加工時の多大な応力により、微細なクラックが生じている。このクラックは、水との接触により、エッチングされて伸張してしまうと、研磨後の表面に微細なクラックが残り、このクラック付近における光学薄膜の密着性が悪くなる。このため、膜剥がれが生じやすくなる。
本発明の加熱処理は、この伸張したクラックも修復あるいは除去する効果もあるため、反射特性とともに密着性も改善させることが出来たと考えられる。
【００８２】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る光学部品の製造方法について説明する。
図４では、本発明の第１の実施形態の変形例に係る光学部品の製造方法の工程を示すフローチャートを示したが、本発明の第２の実施形態に係る光学部品の製造方法の工程も、図４を用いて説明する。
【００８３】
本実施形態の光学部品の製造方法は、上記第１の実施形態の鏡面加工工程が、研磨材を分散させた研磨剤を用いて研磨を行う方法であったのに対して、プレス成形（ガラスモールド加工）により金型面形状を被加工体に転写することで鏡面加工を行うようにした方法である。これに伴って、洗浄工程を省略している。
このため、本実施形態は、工程順序としては上記第１の実施形態の変形例と同様となり、図４に示すように、被加工体作成工程Ｓ２０、鏡面加工工程Ｓ２１、加熱工程Ｓ２２、製膜工程Ｓ２３をこの順に行うことによりレンズ１を製造する。以下では、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８４】
被加工体作成工程Ｓ２０は、図３（ａ）に示すように、レンズ１のレンズ本体１ｃの近似形状を有する被加工体１３を作製する工程である。
なお、本実施形態では、プレス成形により鏡面加工を行うため、被加工体１３の形状はプレス成形によりレンズ本体１ｃの形状が形成できる形状であれば、限定されない。例えば、ボール状や平板状などの形状でもよい。
被加工体１３の作製方法としては、ガラス母材を予め研磨加工等によりボール状、平板状、レンズ本体１ｃのレンズ近似形状等に加工し、いわゆるガラスプリフォームとして被加工体１３を作製する方法や、熱間成形により得られるガラスゴブとして被加工体１３を作製する方法を挙げることができる。
【００８５】
次に行う鏡面加工工程Ｓ２１は、被加工体１３をプレス成形することにより、レンズ面１ａ、１ｂの形状と光学鏡面を形成する工程である。
すなわち、特に図示しないが、被加工体１３を、金型内に配置し、適宜の成形装置を用いて、金型をガラス母材のガラス転移点Ｔｇ以上に加熱しながら加圧し、金型内の被加工体１３を加圧変形させて、金型面の面形状を被加工体１３に転写する。被加工体１３の表面に金型面の形状が転写されたら、金型を徐冷してプレス成形されたレンズ本体１ｃを成形装置から取り出す。これにより、鏡面加工工程Ｓ２１が終了する。
本工程では、被加工体１３をガラス転移点Ｔｇ以上に加熱して加圧するため、鏡面加工前に被加工体１３が水と接触することによって変質層が形成されていたとしても、変質層は除去される。
【００８６】
次に行う加熱工程Ｓ２２、製膜工程Ｓ２３は、それぞれ上記第１の加熱工程Ｓ４、製膜工程Ｓ５と同様の工程である。
これらの工程を行うことで、上記第１の実施形態と同様なレンズ１を製造することができる。
【００８７】
本実施形態によれば、鏡面加工時にはそれ以前に変質層が形成されていたとしても除去され、鏡面加工時に水あるいは水分を用いることがないので、新たに変質層が形成されることはない。ただし、成形装置から取り出して、製膜装置に搬送する間、あるいは製膜工程Ｓ２３を行うまでの保管中に、周囲雰囲気中の水分と接触するなどして、光学鏡面に変質層が発生する可能性はある。
本実施形態によれば、加熱工程Ｓ２２を行ってから製膜工程Ｓ２３を行うので、鏡面加工工程Ｓ２１と加熱工程Ｓ２２との間に光学鏡面に変質層が発生したとしても、変質層を修復することができる。このため、上記第１の実施形態と同様に、光学部品の歩留まりが向上し、光学部品の生産性を向上することができる。
【００８８】
なお、上記の第１の実施形態の説明では、加熱工程を製膜装置の製膜室の外部で行ってから、加熱処理された被加工体を製膜室内に搬入する場合の例で説明したが、製膜装置の構成部材に悪影響がない場合には、製膜装置の製膜室内において加熱処理を行ってもよい。この場合、加熱後の被加工体を移動させることなく製膜工程を行うことができるので、より確実に光学鏡面の汚染や変質層の発生を防止することができる。
【００８９】
また、上記の説明では、被加工体のすべての光学鏡面を形成してから、加熱工程を行う場合の例で説明したが、１つの光学鏡面を形成するごとに洗浄工程を行うような場合は、洗浄工程後にそれぞれ加熱工程を行うようにしてもよい。この場合、先に形成した光学鏡面の変質層をいったん修復することができるので、２回の洗浄工程を経ることにより先に形成した光学鏡面の変質層の悪化を軽減することができる。
【００９０】
また、上記の各実施形態、変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の光学部品の製造方法によれば、ガラス表面に光学薄膜が製膜されて形成される光学部品の光学薄膜の剥離や光学薄膜の光学特性不良の発生を抑制することができ、光学部品の生産性を向上することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  レンズ（光学部品）
１ａ、１ｂ  レンズ面（光学鏡面）
１ｃ  レンズ本体（鏡面加工された後の被加工体）
２ａ、２ｂ  光学薄膜
５  洗浄槽
６  水系洗浄液
７  超音波振動子
８  レンズホルダー
９  加熱装置
９ｃ  加熱槽（加熱室）
９ｅ  不活性ガス供給口
９ｆ  大気導入口
１０、１３  被加工体
Ｇ  不活性ガス
Ｓ１、Ｓ１０、Ｓ２０  被加工体作製工程
Ｓ２、Ｓ１１、Ｓ２１  鏡面加工工程
Ｓ３  洗浄工程
Ｓ４、Ｓ１２、Ｓ２２  加熱工程
Ｓ５、Ｓ１３、Ｓ２３  製膜工程
Ｔ  処理温度
ｔ  保持時間
ＴＳ  製膜温度
Ｔｇ  ガラス転移点
【図１】
2011093235.tif 000010
【図２】
2011093235.tif 000011
【図３】
2011093235.tif 000012
【図４】
2011093235.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製の被加工体の表面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
鏡面加工された後の前記被加工体を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された後の前記被加工体の表面に光学薄膜の製膜を行う製膜工程と、を備え、
前記鏡面加工工程と前記加熱工程との間に、前記被検体を水系洗浄液により洗浄する洗浄工程を備え、
前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記被加工体のガラス転移点Ｔｇ（Ｋ）の０．７５倍以上および１倍以下である、光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程では、前記被加工体の温度が、前記製膜工程での前記被加工体の温度より高くなるように加熱を行う、請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記加熱工程における前記被加工体の加熱を真空中で行う、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程における前記被加工体の加熱を不活性ガス中で行う、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記不活性ガスがヘリウムである、請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程は、前記製膜工程を行う製膜室とは別に設けられた加熱室で行われる、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記被加工体は、少なくともフッ素を含有する光学ガラスからなる、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記被加工体は、少なくともリンを含有する光学ガラスからなる、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記被加工体は、少なくともビスマスを含有する光学ガラスからなる、請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【国際調査報告】
2011093235.tif 000014
2011093235.tif 000015
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